CONFERENCIA TÉCNICA Miércoles 16/9 13 hs.

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1 XV CONGRESO ARGENTINO DE VIALIDAD Y TRASNITO Mar del Plata, Bs. As. 14 al 18 de Septiembre 2009 CONFERENCIA TÉCNICA Miércoles 16/9 13 hs. CRACK ACTIVITY METER EN LA REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS CON GRILLAS COMO SISTEMA ANTI-REFLEJO Conferencista: Dr. Ing. Guillermo E. Montestruque. Universidad de São Paulo, Escuela Politécnica, Departamento de Ingeniería de Transportes. São Paulo, Brasil. Invita: SÍNTESIS DE LA CONFERENCIA El campo de aplicación de los Geosintéticos y de las mezclas Asfálticas Modificadas tienen por finalidad otorgar confiabilidad adicional de desempeño para un pavimento rehabilitado en situaciones donde las técnicas convencionales no ofrecen garantías, a menos que envuelvan grandes costos que tenderían a exigir intervenciones radicales, llegando hasta la reconstrucción total o parcial de la estructura. La conferencia objetiva presentar un nuevo sistema de rehabilitación con grillas para pavimentos rígidos e flexibles severamente agrietados pero estructuralmente adecuados para recibir una nueva carpeta asfáltica. Para alcanzar la eficiencia del sistema de forma global sus principales componentes son evaluados separadamente a través de diversos ensayos mencionados a seguir: Shear Test. Semi Circular Bending Test. El Crack Activity Meter Crack Propagation in Wheel Tracking Test. Pista experimental con Simulador de Transito Móvil Los resultados obtenidos, permitieron una cuantificación del aumento en la vida de fatiga y el retardo en el reflejo de las grietas. Con base en la experiencia profesional del autor, a través de diversas mediciones realizadas con el Crack Activity Meter en obras y en laboratorio, se presenta un cuadro de alternativas de rehabilitación con geosintéticos en función del

2 movimiento relativo entre las paredes de las grietas así como, que mezcla asfáltica es la más conveniente. Será presentado casos de obras y una breve discusión al respecto de la viabilidad técnica y económica de las soluciones propuestas. Definición del Problema: El fenómeno del reflejo de grietas en un pavimento, es definido por el reaparecimiento en la superficie de las grietas o juntas existentes del pavimento antiguo, por efecto del tránsito o de las variaciones climáticas. Este fenómeno es uno de los problemas más serios de deterioro de pavimentos rehabilitados en todo el mundo, mereciendo el asunto un cuidado especial en los diseños. Shear Test : La estructura de un pavimento es constituida por camadas de diferentes materiales. La resistencia y rigidez global de la estructura no dependen únicamente da resistencia y rigidez individual de cada camada, también depende de la adherencia entre ellas. Si la adherencia en la interface es inadecuada tensiones y deformaciones pueden ser incrementadas por efecto del tránsito y consecuentemente reducir la vida de servicio del pavimento. El ensayo al cortante Shear Test (Figura 1), sirve para verificar la adherencia entre camadas asfálticas. Figura 1 Ensayo de Cortante directo en muestras de 15 cm de diámetro. Semi Circular Bending Test : Actualmente, el crecimiento de grietas es estudiado por ensayos de tracción directa e indirecta. El ensayo Semi-Circular Bending Test (SCB) es utilizado para la determinación del inicio y crecimiento de grietas, resistencia a la fractura, y fatiga en mezclas asfálticas. La Energía de Fractura puede ser definida como la cantidad de energía necesaria para producir una superficie de fractura. Este ensayo fue determinante para escoger la mezcla asfáltica que servirá como camada intermediaria de alivio de tensiones entre el pavimento existente y la nueva carpeta asfáltica.

3 Figura 2 Ensayo para determinara la velocidad de propagación de grietas en mezclas. El Crack Activity Meter : Es un medidor de desplazamiento que permite efectuar la medición de los movimientos verticales y horizontales entre las paredes de las grietas por efecto de la carga de rueda (Figura 4). Estos datos son importantes para el consultor en el sentido de conocer el potencial de reflejo de las grietas. El movimiento de las paredes de las grietas es un factor determinante para escoger la camada intermediaria especial, ya que algunas de ellas no resisten a los movimientos verticales que generan tensiones de cortante elevadas. LVDT N o 2 - Medidor de desplazamiento vertical LVDT N o 1 - Medidor de desplazamiento horizontal Grieta PAVIMENTO Figura 3 Medidor de desplazamiento CAM ( Crack Activity Meter ). Figura 4 Posición de la rueda con relación a la grieta: (a) Cortante, (b) Flexión, (c) Cortante.

4 Crack Propagation in Wheel Tracking Test : El simulador de laboratorio de pequeño porte LCPC, fue desarrollado por el Laboratoire Central des Ponts et Chaussées en el período de 1968 a Este simulador tiene la finalidad de estudiar el ahuellamiento de la mezcla asfáltica. En el Laboratorio de Tecnología de Pavimentación de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo, este simulador fue adaptado para reproducir los desplazamientos medidos en campo con el medidor CAM ( Crack Activity Meter ). La rueda se desplaza sobre la muestra con la frecuencia de 1Hz. Los desplazamientos diferenciales entre las paredes de la grieta son reproducidos a través del uso camadas de caucho de diferente rigidez como base del sistema, mostrado de forma esquemática en la Figura 5. El retardo del aparecimiento de la grieta de reflejo es favorecido por la conjugación y complementariedad de las propiedades de los materiales del sistema: las grillas proporcionan una alta resistencia a la tracción a la nueva carpeta asfáltica, una delgada camada de Strata (2cm de mezcla asfáltica fina con polímero especial) de regularización actúa como amortiguador del desplazamiento vertical subyacente y como camada de alivio de tensiones y el SMA, por su vez, es un revestimiento muy resistente a la deformación permanente y a esfuerzos repetidos, retardando el aparecimiento de grietas de reflejo gracias al excelente intertravamiento granular. SMA Grieta de Reflejo Junta Strata Placa de Concreto Asfalto Figura 5 a) Simulador de transito tipo LCPC; b) Ensayo sin camada intermediaria: Rápida Propagación de las grietas de reflejo; c) Detalles del ensayo. Pista experimental con Simulador de Transito Móvil: Los simuladores de tránsito de laboratorio desempeñan un papel complementar a las pistas experimentales. El trecho experimental con y sin grilla fue sometido a un ensayo acelerado a través de un simulador de tránsito del tipo HVS (Figura 6). Una de las conclusiones fue que la grilla actuó como un sistema anti-reflejo de grietas (Figura 7a).

5 a) b ) Figura 6 a) Simulador de transito del tipo HVS; b) Detalle da aplicación de la carga de rueda. Posición de la grilla Grietas del antiguo revestimiento asfáltico Figura 7 Detalles de la placa de concreto asfáltico de revestimiento extraído sin reflejo de grietas.